(57)【要約】【課題】ＡＣ電圧とＤＣ電圧をコンデンサの両端に印加して前記ＤＣ電圧に応じてシフトしたＡＣ出力電圧を得るために前記ＤＣ電圧及び前記ＡＣ電圧を出力する電源回路において、電源立ち下げ時に、所要の電位に素早く収束させる。【解決手段】コンデンサ２００の一方を前記第一の出力端子に接続され、もう一方を前記第二の出力端子に接続され、電源立ち下げ時において、出力端子Ｔ１と電圧設定回路１０との間のインピーダンスを電源立ち下げ前に比べハイインピーダンスにするスイッチ３と、出力端子Ｔ２に電圧設定部２０から出力されたＤＣ電圧と異なる電位を与えるスイッチ５０と、を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電圧とＤＣ電圧をコンデンサの両端に印加しＤＣ電圧に応じてシフトしたＡＣ出力電圧を得るために前記ＤＣ電圧及び前記ＡＣ電圧を出力する電源回路であって、
ＡＣ電圧を出力する第一の電圧設定部と、
ＤＣ電圧を出力する第二の電圧設定部と、
前記第一の電圧設定部のＡＣ電圧を出力する第一の出力端子と、
前記第二の電圧設定部のＤＣ電圧を出力する第二の出力端子と、を含み、
前記コンデンサは一方を前記第一の出力端子に接続され、もう一方を前記第二の出力端子に接続され、
電源立ち下げ時において、前記第一の出力端子と第一の電圧設定回路との間のインピーダンスを電源立ち下げ前に比べハイインピーダンスにする手段と、
前記第二の出力端子に前記第二の電圧設定部から出力されたＤＣ電圧と異なる電位を与える手段と、
を備えることを特徴とする電源回路。
【請求項２】
請求項１記載の電源回路において、
前記第二の電圧設定部に接続された抵抗と、
前記第二の出力端子と前記抵抗とグラウンドの間に接続され、電源立ち下げ時において、前記グラウンドと前記第二の出力端子を接続する第二のスイッチと、を備えることを特徴とする電源回路。
【請求項３】
請求項１記載の電源回路において、
前記第二の電圧設定部に接続された抵抗と、
前記第二の電圧設定部と異なる電位を出力する第三の電圧設定部と、
前記第二の出力端子と前記抵抗と前記第三の電圧設定部の間に接続され、電源立ち下げ時において、前記第三の電圧設定部と前記第二の出力端子を接続する第一のスイッチと、を備えることを特徴とする電源回路。
【請求項４】
請求項３記載の電源回路において、
前記第三の電圧設定部から出力される電位を０Ｖとすることを特徴とする電源回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１に記載の電源回路において、
前記第一の出力端子と前記第一の電圧設定部の間に接続され、電源立ち下げ時においてオープンすることにより、前記第一の出力端子と前記第一の電圧設定回路との間のインピーダンスを電源立ち下げ前に比べハイインピーダンスにする第三のスイッチを備えることを特徴とする電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＣ電圧とＤＣ電圧をコンデンサの両端に印加しＤＣ電圧分に応じてシフトしたＡＣ出力電圧を得るために、前記ＤＣ電圧及び前記ＡＣ電圧を出力する電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型、省消費電力を特徴とするＬＣＤは、携帯電話に搭載される小型のものから壁掛けテレビに代表される大型のものまで、様々な形態で用いられている。このＬＣＤでは、液晶に電圧を印加し、液晶の配向状態を変え、光の透過率を制御して表示を制御する。
【０００３】
そして、この液晶への電圧の印加制御に、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下「ＴＦＴ」とする。）を用いたアクティブマトリクス方式があり、これを図４を用いて説明する（特許文献１参照）。行方向のゲートライン３００と列方向のドレインライン４００が交差して配置され、これによって画素が区画されている。各画素には、スイッチング素子であるＴＦＴ５００が設けられ、ＴＦＴ５００のソースには画素毎に個別に形成された画素電極が接続されている。このようにして形成された各画素の画素電極全体に対向して、共通の対向電極９００が設けられ、各画素電極と対向電極９００の間に液晶が封入される。従って、各画素の画素電極と、共通の液晶、対向電極９００とで、１画素の液晶６００が形成される。また、ＴＦＴ５００と画素電極の接続点には、補助容量ライン８００との間に形成された補助容量７００が接続されている。
【０００４】
このアクティブマトリクス方式では、ゲートライン３００にＴＦＴ５００をオンするゲート電圧が順次印加され、ゲート電圧が印加された行の全てのＴＦＴ５００がオンして、そのドレイン・ソース間を導通する。そして、ドレインライン４００に順次入力されたその画素についてのビデオ信号が、ＴＦＴ５００を介し補助容量７００に保持されそれぞれの画素電極に印加される。従って、各画素電極にその画素のビデオ信号に応じた電圧が印加され、この電圧が画素電極と対向電極９００の間の液晶６００に印加されることにより、１本の水平走査線上にビデオ信号に応じた映像を表示することが可能となる。そして、これを各水平走査線の画素について順次繰り返すことにより、画面表示が行われる。
【０００５】
なお、ＬＣＤでは補助容量７００が、電圧を保持することで１フィールドの間画素電極の電位を保持し、液晶６００に電圧を印加しつづけ、１画面分の映像を表示している。
【０００６】
さらに近年では、ビデオ信号の極性を１走査線毎に反転させ、対向電極９００の電圧も１走査線毎に極性を反転させる交流駆動方式が提案されている。
【０００７】
図５は、この交流駆動方式における電源回路の従来例を示している。この電源回路では、ＡＣ電圧とＤＣ電圧をコンデンサの両端に印加しＤＣ電圧分だけシフトしたＡＣ電圧を出力し、これを前述して対向電極９００に供給する。図４に示す電源回路１１０は、ＡＣ電圧を出力する電圧設定部１１と、ＤＣ電圧を出力する電圧設定部２１とから構成されており、電圧設定部１１ではＤＣ電圧であるＶｗをスイッチ素子でグラウンドレベル（０Ｖ）とスイッチングすることにより、ＡＣ電圧（パルス電圧）を発生させ、コンデンサ２００でＤＣ成分を除去してＡＣ電圧として出力Ｏｕｔに供給する。一方、電圧設定部２１から出力されるＤＣ電圧成分であるＶ２は、抵抗４０を介し出力Ｏｕｔに供給する。これによって、電圧設定部１１からのＡＣ電圧について、電圧設定部２１からのＤＣ電圧だけシフトしたＡＣ電圧が出力Ｏｕｔに得られる。なお、抵抗４０は、出力ＯｕｔにおけるＡＣ電圧の電圧設定部２１に対する影響を防止している。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−８１６０６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、上記従来の電源回路を、ＬＣＤの対向電極へＡＣ電圧の印加に適用した場合、その周波数は、数十Ｈｚ程度の低周波であるＬＣＤの水平走査線の切り替えタイミングにあわせる必要がある。このため、電源回路に接続するコンデンサの容量を数十μＦ程度の比較的大きなものを使わなければならず、さらに電圧設定部２１に接続される抵抗も数百ｋΩと比較的大きなものが必要となる。従って、電源立ち下がり時において、コンデンサの電荷が放電されるまでに時間がかかり、対向電極に印加される電圧が０Ｖに収束するまでに相当な時間を要するという問題があった。
【００１０】
仮に、ＡＣ電圧を出力する電圧設定部１１の内部抵抗を０Ωとして、コンデンサを４７μＦ、抵抗を１００ｋΩとすると、電圧設定部２１からコンデンサに電荷が放電され０Ｖに収束するまでに約２秒かかることになる。本発明は、電源立ち下げ時において、効果的なコンデンサの放電が行える電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ＡＣ電圧を出力する第一の電圧設定部と、ＤＣ電圧を出力する第二の電圧設定部と、前記第一の電圧設定部のＡＣ電圧を出力する第一の出力端子と、前記第二の電圧設定部のＤＣ電圧を出力する第二の出力端子と、を含み、前記コンデンサは一方を前記第一の出力端子に接続され、もう一方を前記第二の出力端子に接続され、電源立ち下げ時において、前記第一の出力端子と第一の電圧設定回路との間のインピーダンスを電源立ち下げ前に比べハイインピーダンスにする手段と、前記第二の出力端子に前記第二の電圧設定部から出力されたＤＣ電圧と異なる電位を与える手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、と間に前記第二の電圧設定部に接続された抵抗と、前記第二の出力端子と前記抵抗とグラウンドの間に接続され、電源立ち下げ時において、前記グラウンドと前記第二の出力端子を接続する第二のスイッチと、を備えることが望ましい。
【００１３】
さらに本発明は、前記第二の電圧設定部に接続された抵抗と、前記第二の電圧設定部と異なる電位を出力する第三の電圧設定部と、前記第二の出力端子と前記抵抗と前記第三の電圧設定部の間に接続され、電源立ち下げ時において、前記第三の電圧設定部と前記第二の出力端子を接続する第一のスイッチと、を備えることを特徴とすることが望ましい。      
【００１４】
さらに本発明は、前記第三の電圧設定部から出力される電位を０Ｖとすることを特徴とすることが望ましい。
【００１５】
さらに本発明は、前記第一の出力端子と前記第一の電圧設定部の間に接続され、電源立ち下げ時においてオープンすることにより、前記第一の出力端子と前記第一の電圧設定回路との間のインピーダンスを電源立ち下げ前に比べハイインピーダンスにする第三のスイッチを備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電源回路の電源立ち下げ時に、従来の電源回路に比べてＤＣ電圧分だけシフトしたＡＣ出力電圧を素早くグラウンドレベル（０Ｖ）に収束することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例に係る電源回路の構成が示されている。図１に示す電源回路１００は、ＡＣ電圧を出力する電圧設定部１０と、ＤＣ電圧を出力する電圧設定部２０とから構成されている。電圧設定部１０は、信号発生部１と、分圧部２からなっている。
【００１８】
信号発生部１は、基準電圧Ｖｗを発生する電源１−１を有しており、この電源１−１の出力はバッファアンプ１−２で安定化される。バッファアンプ１−２の出力は、スイッチ１−３の一入力端に入力され、このスイッチ１−３の他の入力端は、グランドに接続されている。さらに、信号発生部１は、このスイッチ１−３がスイッチングすることによってグラウンドレベル（０Ｖ）と基準電圧Ｖｗとで順次変化するＡＣ電圧（パルス電圧）を出力する。分圧部２は、一端にバッファアンプ１−２の出力が印加され他端がグランドに接続された、抵抗値Ｒ２と、Ｒ３の２つの抵抗２−１、２−２の直列接続からなっている。そして、２つの抵抗２−１、２−２の接続点に得られる、分圧電圧がバッファアンプ３−３を介し出力される。分圧部３の出力は、抵抗値Ｒ２、Ｒ３の値によって、調整可能であるが、Ｒ２＝Ｒ３とすることが好適であり、これによって出力は（１／２）Ｖｗとなる。信号発生部１の出力であるＡＣ電圧と、分圧部２の出力は、スイッチ３に入力される。従って、スイッチ３は、そのスイッチングによって、信号発生部１からのＡＣ電圧または分圧部２からのＤＣ電圧のいずれかを選択出力することができる。そして、このスイッチの出力端が、外付けのコンデンサ２００の一端に接続される出力端子Ｔ１に接続されている。
【００１９】
また、電圧設定部２０は、基準電圧Ｖ２を出力する電源２０−１と、この電源２０−１の出力を安定化させるバッファアンプ２０−２からなっている。従って、電圧設定部２０からは、常に電圧Ｖ２のＤＣ電圧が出力される。この電圧設定部２０の出力には、抵抗４０とスイッチ３０の並列接続の一端が接続され、他端は、スイッチ５０を介し外付けコンデンサ２００の他端に接続される出力端子Ｔ２に接続されている。スイッチ５０は、入力側の端子として、抵抗４０とスイッチ３０の並列接続に接続される端子Ａと、グランドに接続される端子Ｂを有しており、出力側が、出力端Ｔ２に接続されている。従って、スイッチ５０をＡに接続した状態で、スイッチ３０をオンすることによって、電圧設定部２０の出力がそのままコンデンサ２００の他端に印加され、スイッチ３０をオフすることによって、電圧設定部２０の出力が抵抗４０を介し、コンデンサ２００の他端に接続される。なお、本実施形態の電源回路は、１つの集積回路に集積され、コンデンサ２００が外付けされる。そして、コンデンサ２００の出力端子Ｔ２に接続されている側が、液晶パネルにその対向電極をＡＣ駆動するための信号として供給される。
【００２０】
本実施形態においては、電源回路１００において、液晶パネルに供給する電圧が好適なものになるように、各スイッチを次のように制御する。なお、これらの制御は、外部のマイコンなどからの信号に基づいて行われるが、制御部を内蔵してもよい。
【００２１】
「電源立ち上げ時の動作」
電源立ち上げ時は、スイッチ５０は、常に端子Ａを選択しており、説明を省略する。まず、システムの電源立ち上げ後一定期間においては、スイッチ３０をオンするとともに、スイッチ３を分圧部２を選択するＡに接続する。なお、スイッチ１−３は、不定でよい。スイッチ３０がオンすることにより抵抗４０をバイパスして、電圧設定部２０からの出力されたＤＣ電圧Ｖ２が出力端Ｔ２から出力される。一方、スイッチ５がＡに接続され、分圧部３の出力が出力端Ｔ１から出力される。なお、分圧部２の出力は、Ｖｗ×（Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３））であり、この電圧はＡＣ電圧（パルス電圧）の１周期の平均電圧であり、デューティー比を５０％とした場合に、（１／２）Ｖｗとなるようにしている（Ｒ２＝Ｒ３）。従って、ＤＣ電圧Ｖ２と、ＤＣ電圧Ｖｗ×（Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３））とが、コンデンサ２００の両端に印加される。これによって、コンデンサ２００には、Ｖｗ×（Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３））−Ｖ２の電圧が充電されることになる。
【００２２】
そして、上述の充電が終了すると考えられる一定期間の経過後、スイッチ３０をオフするとともに、スイッチ３をＢに接続する。そして、スイッチ１−３を所定の周波数で、切り換え、信号発生部１から振幅ＶｗのＡＣ電圧（パルス電圧）を出力する。これによって、出力端Ｔ２からは、抵抗４０を介しＤＣ電圧Ｖ２が出力され、出力端Ｔ１からは振幅ＶｗのＡＣ電圧が出力され、これらがコンデンサ２００の両端に印加されることになる。従って、コンデンサ２００において、出力端子Ｔ２からのＡＣ成分が他端に伝達され、ＤＣ電圧分Ｖ２を中心として変化するようにＤＣシフトしたＡＣ出力電圧（ピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖｗ）が液晶パネルの入力端に接続される端子Ｏｕｔに得られる。このように、本実施形態では、電源立ち上げ時において、コンデンサ２００にＡＣ電圧を供給する端子Ｔ１から、ＡＣ電圧の１周期における平均電圧を印加する。この電圧は、ＡＣ電圧を印加した際にコンデンサ２００の一端側のＤＣ電圧である。従って、当初からＡＣ電圧を印加するのに比べて、コンデンサ２００の一端の電圧を早期に安定させることができる。さらに、コンデンサ２００の他端にＤＣ電圧を供給する端子Ｔ２からは、抵抗４０をバイパスして、電圧設定部２０からの電圧Ｖ２を直接供給する。従って、コンデンサ２００の他端の電圧を早期に安定化することができる。これによって、コンデンサ２００の充電状態を早期に安定化することができ、その後にＡＣ電圧を印加した場合に、ＤＣ電圧Ｖ２を中心として変動するＤＣシフトしてＡＣ電圧を安定して得ることができる。このように、本実施形態により、素早く定常状態に収束させることができる。
【００２３】
図２に、本電源回路が動作しない省電力モードから電源を立ち上げた後、ＡＣ電圧の出力にしたときの波形図を示す。上図が出力端子Ｔ１の電圧変化、下図が出力端子Ｔ２の電圧変化である。このように、出力端子Ｔ１が（１／２）Ｖｗを中心に変動するパルス電圧であり、出力端子Ｔ２が電圧Ｖ２を中心に変動するパルス電圧であるが、最初から安定した出力が得られていることが分かる。
【００２４】
なお、上述の例では、ＡＣ電圧のデューティー比が５０％であり、（１／２）Ｖｗを分圧部２の出力としたが、ＡＣ電圧の中心電圧は、その１周期の平均電圧であり、デューティー比が異なる場合にもパルス電圧の１周期の平均電圧を分圧部２の出力とすればよい。また電源立ち上げ時の一定期間は、設計仕様に応じて適当な期間に設定すればよい。
【００２５】
「電源立ち下げ時の動作」
上述のように、通常動作時には、スイッチ５０によりＡ端子を選択し、出力端子Ｔ１から（１／２）Ｖｗを中心電圧とするＡＣ電圧を出力し、出力端子Ｔ２から電圧Ｖ２を中心電圧とするＡＣ電圧を出力する。
【００２６】
ここで、省電力モードに移行した場合には、液晶パネルの電源がオフになる。ところが、液晶パネルは全体として大きな容量として作用するため、その電圧値はなかなかグランド電位に落ちない。そこで、対向電極９００の電圧を早くグランドにおとしたいという要求がある。本実施形態では、電源立ち下げ時において、上述のスイッチ５０よりＢ端子を選択し、出力端子Ｔ２をグランドに接続する。従って、電圧立ち下げ時において、液晶パネルの対向電極９００は、グランド電位に素早く移行する。ここで、出力端子Ｔ１、Ｔ２間には、大容量のコンデンサ２００が接続されている。このため、出力端子Ｔ１の電位およびコンデンサの充電状態に応じて、出力端子Ｔ２の電圧が影響を受け、コンデンサ２００の充電電荷が放電しなければ、出力端子Ｔ２がグランド電位にならない。従って、出力端子Ｔ２をスイッチ５０をグランドに接続しただけでは、出力端子Ｔ２がグランド電位に落ちるまでに時間がかかってしまう。
【００２７】
本実施形態では、電源立ち下げ時において、コンデンサ２００の他端をオープンにする。すなわち、スイッチ３において、端子Ａ，Ｂの両方から切り離す。これによって、コンデンサ２００は充電状態を維持したまま、出力端子Ｔ２が変動することが可能になり、出力端子Ｔ２がすぐにグランド電位になる。このように、本実施形態によれば、電源立ち下げ時において、スイッチ５０において、グランドを選択し、コンデンサ２００の一端に接続された端子Ｔ２をグランドに接続するとともに、スイッチ３をオープンとして、コンデンサ２００の他端を電気的にオープンにする。これによって、出力端子Ｔ２を素早くグランドにおとすことができ、液晶パネルの対向電極９００を素早くグランド電位に設定することができる。
【００２８】
図３には、電源立ち下げ時における出力端子Ｔ１、Ｔ２の電圧変化を示してある。このように、出力端子Ｔ２の電圧は速やかに、グランド電位になり、出力端子Ｔ１は、コンデンサ２００の充電電圧に対応するＶ２−（１／２）Ｖｗだけ、グランドより低い電圧になる。このようにして、本実施形態において、電源立ち下げ時において、早期に出力電圧をグランド電位におとすことができる。従って、電源立ち下げ時において、液晶パネルの対向電極の電圧を速やかにグランド電位におとすことができる。
【００２９】
またスイッチ５０をグラウンドの代わりに、所要のＤＣ電圧を出力する第三の電圧設定部を接続することにより、電源立ち下げ時に所要の電圧に素早く収束させることができ、例えば省電力モードとして待機状態にすることもできる。さらに、第三の電圧設定部の出力電圧を０Ｖにすることにより、スイッチ５０をグラウンドに設置したときと同じ効果が得られる。
【００３０】
このように、本実施形態に係る電源回路では、コンデンサの両端のＤＣ電圧を安定化させてから、ＡＣ電圧を出力するため、ＤＣ電圧分Ｖ２に応じてシフトしたＡＣ出力電圧（振幅Ｖｗ）を素早く定常状態に収束させることが可能となる。さらに、上述の説明では、ＴＦＴ−ＬＣＤにおける交流駆動方式の対向電極への電圧の印加を一例として説明したが、本発明の要旨はＡＣ電圧をＤＣ電圧成分でシフトする回路において、電源立ち下げ時において、所要の電位に素早く収束するためのものであって、他の用途に用いたとしても本発明の発明の要旨から離れるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る電源回路の回路図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電源回路の電源立ち上げ時における出力波形を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電源回路の電源立ち下げ時における出力波形を示す図である。
【図４】アクティブマトリクスで形成されたＬＣＤの等価回路図である。
【図５】従来の電源回路の回路図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  信号発生部、２  分圧部、３，５  スイッチ、１０，１１，２０  電圧設定部、３０  スイッチ、４０  抵抗、５０  スイッチ、１００，１１０  電源回路、２００  コンデンサ、３００  ゲートライン、４００  ドレインライン、６００  液晶、７００  補助容量、８００  補助容量ライン、９００  対向電極。
【図１】
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【図２】
2005135031.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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